FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR PRODUKTIONSTECHNOLOGIE IPT MASCHINENCHARAKTERISIERUNG UND OPTIMIERUNG

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1 FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR PRODUKTIONSTECHNOLOGIE IPT MASCHINENCHARAKTERISIERUNG UND OPTIMIERUNG

2 STATISCHE CHARAKTERISIERUNG VON WERKZEUGMASCHINEN Die Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit moderner Maschinensysteme steigen stetig. Statische Maschinenfehler lassen sich mit Hilfe verschiedenster Verfahren ermitteln und geben Auskunft über die Leistungsfähigkeit einer Werkzeugmaschine. Eine Charakterisierung der statischen Maschinenfehler ist deshalb unerlässlich sowohl bei der Beschaffung als auch bei der laufenden Instandhaltung von Maschinensystemen. Vorteile der statischen Charakterisierung Unsere Besonderheiten Normgerechte Abnahmemessungen zur Absicherung Ihrer Investition Ermittlung statischer Maschinenfehler Fertigungs- und Montagekontrolle beim Aufbau von Prototypen und Serienmaschinen Unser Angebot Laserinterferometrische Geometrie-Messungen zur Bestimmung statischer Fehler für Maschinensysteme beliebiger Größe Taktile Geometrie-Messungen für Präzisions- und Ultrapräzisionsmaschinen Bestimmung von Spindelrundlauffehlern anhand berührungsloser, kapazitiver Sensoren Bestimmung der Bahngenauigkeit mit Hilfe von Double-Ball- Bar oder Kreuzgittern zur Analyse der Achsabstimmung Engagiertes, interdisziplinäres Team aus Wissenschaftlern, Technikern und Konstrukteuren Kompetente Identifizierung mechanischer und steuerungstechnischer Schwachstellen in Maschinensystemen Anwendungsspezifische Messmittelauswahl für schnellstmögliche und effiziente Charakterisierung von Werkzeugmaschinen Messmittelausstattung für vergleichende Messungen mit verschiedenen Systemen

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4 ASSEMBLY TECHNOLOGY GANZHEITLICHE OPTIMIERUNG VON WERKZEUGMASCHINEN Ovidemporion porum quiae nemporro cone venderferia coris dio officia voluptiur, utat minctemque eatecust ent eostem enime lamendandunt odi ad et volesero incipsa ntiuntiunt, sitat. Auf Basis detektierter statischer, thermischer und dynamischer Schwächen eines Maschinensystems optimiert das Fraunhofer IPT Maschinensysteme. Dazu ergreifen wir steuerungstechnische und konstruktive Maßnahmen. Darüber hinaus erfolgt eine Minimierung der Fehlereinflüsse aus der Umgebung. Simulationsergebnisse werden mit den experimentell ermittelten Ergebnissen abgeglichen und sichern den Erfolg unserer Optimierungsansätze ab. Vorteile der ganzheitlichen Optimierung von Werkzeugmaschinen Ganzheitliche Betrachtung von Maschinensystemen verbessert effektiv die Maschinengenauigkeit. Optimierungsmaßnahmen greifen sowohl bei der Entwicklung als auch beim alltäglichen Einsatz von Werkzeugmaschinen und tragen so zur Wirtschaftlichkeit der Maschinensysteme bei. Unsere Besonderheiten Enger Abgleich von Simulations- und Messergebnissen Langjährige Erfahrungen in der Entwicklung und Optimierung verschiedenster Maschinensysteme Interdisziplinäres Team von Simulationsingenieuren, Mess- und Steuerungstechnikern sowie Wissenschaftlern Unser Angebot Erhöhung der Systemgenauigkeit durch Entwicklung steuerungstechnischer Kompensationsstrategien Einrichtung und Kalibrierung von 5-Achs-Maschinensystemen zur optimalen Abstimmung der rotatorischen Achsen im Bezug auf die translatorischen Achsen Konstruktionsbegleitende Analyse anhand der Finite- Elemente-Methode zur kosteneffizienten Optimierung von Strukturbauteilen Anpassungskonstruktion und optimierte Inbetriebnahme Verbesserung der Maschinengenauigkeit bestehender Systeme durch mechanische und thermische Optimierung

5 DYNAMISCHE UND THERMISCHE ANALYSE VON WERKZEUGMASCHINEN Neben reproduzierbaren statischen Maschinenfehlern führen thermische Verformungen zu einer deutlichen Reduzierung der erreichbaren Genauigkeit eines Maschinensystems. Darüber hinaus tragen dynamische Effekte zur Verschlechterung des Fertigungsergebnisses bei. Das notwendige Verständnis für diese beiden Fehlerquellen erfordert geeignete Analysemöglichkeiten. Vorteile dynamischer und thermischer Analysen Unsere Besonderheiten Gewinn des maschinentechnischen Gesamtverständnisses Bewertung von Maschinensystemen hinsichtlich dynamischer und thermischer Eigenschaften Identifizierung kritischer Maschinenkomponenten hinsichtlich dynamischer und thermischer Eigenschaften Unser Angebot Qualifizierter Einsatz verschiedenster Sensoren und Aktoren für die Identifikation schwingungsanfälliger Maschinenkomponenten Langjährige Erfahrung in der wissenschaftlichen Interpretation und praxisgerechten Aufarbeitung von Messergebnissen Bewährte Vorgehensweise für die zielgerichtete Analyse von Maschinensystemen unter Fertigungsbedingungen Bestimmung von Nachgiebigkeitsfrequenzgängen kritischer Maschinenkomponenten Durchführung experimenteller Modalanalysen zur Charakterisierung der Struktur- und Aufstellelemente Thermografische Analyse einzelner Maschinenkomponenten zur Identifikation kritischer Wärmequellen Ganzheitliche thermische Analyse von Maschinensystemen zur Bestimmung des thermischen Gleichgewichts und zur Ermittlung von Kühlungsschwachstellen Prozess- und Schwingungsanalyse mittels Hochgeschwindigkeitskamera zur Verdeutlichung der Rückwirkung von Prozessmechanismen auf die Strukturelemente

6 Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Steinbachstraße Aachen Telefon Fax Ansprechpartner Dr.-Ing. Christian Wenzel Telefon Fax Dipl.-Ing. Christoph Baum Telefon Fax